两个陇南冬小麦品种苗期抗白粉病性遗传分析

曹世勤, 骆惠生, 武翠平, 金社林*,王晓鸣, 朱振东, 尚勋武

(1.甘肃农业大学农学院,兰州 730070; 2.甘肃省农业科学院植物保护研究所,兰州 730070;3.中国农业科学院作物科学研究所,北京 100089; 4.四川农业大学植保学院,雅安 625000)

由专性寄生菌小麦白粉菌[Blumeriagraminis(DC.)E.O.Speer]引起的小麦白粉病是危害甘肃省及我国小麦的主要病害之一[1]。近年来,由于携带黑麦血缘1BL/1RS代换系抗病基因Pm8的品种占栽培小麦的绝大多数,对Pm8有毒性的Avr8在白粉菌群体中逐渐占据优势地位,致使生产上大面积推广种植的含有繁6及其衍生系小麦品种及Pm8基因品种的抗病性“丧失”[2],导致小麦白粉病在甘肃省的发生呈逐年加重趋势,近年来年平均发病面积在26.7万hm2以上,灾变态势严重。研究表明,种植抗病品种是防治该病最经济有效且有利于保护环境的措施。基于此,国内外相关学者利用多种方法,开展了抗源筛选、品种抗性利用评价工作[3-6]。在品种抗性遗传分析方面,国内外学者利用经典遗传学方法,开展了诸多研究,明确了它们的抗病基因数量及遗传方式[7-8],为品种的更好利用打下了良好的基础。

陇鉴9343、陇鉴9811是甘肃省农科院植保所小麦病害课题组分别利用常规杂交技术和外源DNA花粉管导入技术,通过系统选育而获得的冬小麦新品种,分别于2006年12月和2009年1月通过甘肃省品种审定委员会审定。为进一步明确这两个品种的抗白粉性特点及其遗传结构,作者开展了品种苗期抗性遗传分析研究,旨在为它们在生产和育种中的利用打下良好基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试品种

陇鉴9343、陇鉴9811和铭贤169均来自甘肃省农科院植保所。供试材料对供试菌系的反应见表1。

表1 供试品种苗期及成株期抗性表现

1.1.2 供试菌系

苗期鉴定菌系为E05和E09的新鲜单孢菌系,由中国农业科学院作物科学研究所检疫基地购自中国农业科学院植物保护研究所并繁殖保存。成株期鉴定为自然诱发的白粉菌混合菌。

1.2 试验方法

2006年 5月中旬,分别以陇鉴 9343和陇鉴9811为母本,以铭贤169为父本进行杂交,2006年秋将收获的种子点播于甘肃省农科院植保所甘谷试验站,2007年5月F1代植株自交,获得F2代种子,在收获的同时,淘汰与两亲本田间表现严重不一致(抗病性、农艺性状)的 F1代假杂株。

2009年3月,在中国农业科学院作物科学研究所检疫基地将供试组合及亲本材料播于直径为10cm塑料花盆中,每盆15粒,在小麦生长的2叶1心期,采用扫抹法接种供试小种的单孢菌系。接种后的幼苗置于10℃以下的黑暗条件下保湿24～48h,之后在温室平均温度为12～18℃,光照10～12h/d,光照强度 5000～8000lx的条件下生长10～15d后记载发病级别。苗期病情级别记载采用全国统一的 0、0;、1 、2、3、4 共 6 级标准进行,其中0～2级为抗病(R),3～4级为感病(S)[9]。用实测值与期望值的比率χ2c进行适合性检验。

成株期病级鉴定在甘肃省农业科学院植物保护研究所甘谷试验站进行,病级记载参照盛宝钦等方法进行[10]。

2 结果与分析

2.1 陇鉴9343组合

由表2结果看出,苗期接种E05,在F2代植株中,抗病65株,感病217株,卡方测验符合理论比1∶3(χ2c=0.63＜χ20.05,1=3.84),也符合理论比,表明陇鉴9343对E05的抗性由1对隐性基因控制。

表2 供试组合F2群体苗期抗性分离结果1)

苗期接种E09,F2代植株抗感分离比为65R∶154S,近似于理论比1∶3,卡方测验也符合该结果,表明陇鉴9343对E09的抗性由1对隐性基因控制。

2.2 陇鉴9811组合

苗期分别接种E05和E09,F2代植株抗感分离比分别为52R∶166S和87R∶314S,近似于理论比 1∶3,卡方测验也符合该结果,表明陇鉴9811对E05和E09的抗性均由1对隐性基因控制。

3 讨论

Loegering(1968)以基因对基因学说为原理,提出根据侵染型推导基因型的设想,Browder进一步完善了基因推导法,建立了通用的基因推导原则,这一方法在以小麦条锈病为主的抗性研究中得到广泛应用[11]。作者通过对陇鉴 9343和陇鉴9811的苗期抗白粉性遗传分析,初步明确了它们对白粉菌菌株E05和E09的抗性基因数量、显隐性和遗传方式,为更好地利用这两个品种打下了良好的基础。

成株期调查结果发现,两品种在甘肃陇南田间虽表现感病,但旗叶严重度与高感品种京双16相比相对较低,这两个品种是否具有成株抗性特点,尚需进一步研究。

徐建龙等[12]认为,通过病菌小种接种试验来推断抗病品种的抗病基因来源,小种的选择是关键。本试验选择近年来中国和甘肃省出现频率高、毒力强的E05、E09作为供试菌系,开展抗性评价及遗传分析,对有效评价这两个品种的抗病性具有现实意义。

研究发现,F1、F3代材料的抗性鉴定可较好地验证、补充和完善依据F2代材料得出的结论准确性,由于时间和其他因素的限制,尚未进行该项试验,在今后的工作中还需进一步补充和完善。

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